2020年中央经济工作会议明确将“做好碳达峰、碳中和工作”确定为2021年八大重点任务之一。有色金属行业是国家重点关注的高排放行业之一，铜冶炼行业是纳入全国碳市场的一个重要行业子类，在中国精炼铜产能扩张，铜精矿依赖度不断提升的背景下，废铜资源的利用对于保证国内供应链安全，加快构建多元原料结构，促进中国有色工业产业优化升级和绿色发展，早日实现碳中和目标都有十分重要的意义。
本文主要针对锌产业全流程，尤其是上游锌矿采选叠加锌冶炼整个过程中的的碳排放。研究在碳中和的大背景下，原生锌冶炼产业链可能受到多大的影响。
一、锌矿采选碳排放情况
原生锌的全流程过程中必然要考虑到锌矿采选过程中的能耗碳排放。目前，可供工业利用的铅锌矿物以方铅矿、闪锌矿为主，此外还包括菱锌矿、白铅矿等。按照氧化程度，铅锌矿物可划分为硫化铅锌矿、氧化铅锌矿、混合铅锌矿。与之对应的选矿工艺也有所不同，但整体上仍主要分为采矿和选矿两大部分。
根据有色金属行业标准中规定的铅锌矿采选的能耗标准，锌矿采选能耗包括：
1、采矿工艺能耗：采矿、掘进，运输、提升、压风，充填和供水等能耗；
2、选矿工艺能耗：运输、碎矿、磨矿、浮选、脱水、尾矿输送等工艺能源消耗。
图1：铅锌矿采选工艺流程
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在其中同样规定了铅锌矿采选过程中的能耗限额，我们以此作为核算锌矿采选过程中的能耗量的依据，并以此推算锌矿采选的碳排放。
表1：锌矿采选工艺综合能耗（单位：kgce/t）
数据来源：中华人民共和国工业和信息化部、网
附：此处单位为每吨原矿处理能耗
中国铅锌矿品位多在2%-6%，我们按照4%的中位值计算，也就是每金属吨锌矿需要25吨原矿石。再考虑到冶炼过程中的回收率问题，我们按照90%回收率可得出每金属吨原矿需要27.78吨原矿。据此我们按照上表的单吨能耗计算可得出
表2：锌矿采选工艺综合能耗（单位：kgce/金属吨）
数据来源：中华人民共和国工业和信息化部、网
以1吨标准煤排放2.4678吨二氧化碳进行粗略估算，可得出锌矿采选能耗碳排放情况如下：
表3：锌矿采选工艺综合能耗碳排放（单位：kgce/金属吨）
数据来源：中华人民共和国工业和信息化部、网
二、锌冶炼碳排放情况
目前世界上通过锌精矿广生产精炼锌的治台炼主要有两种工艺∶火法治台炼和湿法冶炼。火法炼锌中的竖罐蒸馏炼锌已趋淘汰，电炉炼锌规模小且未见新的发展。密闭鼓风炉炼铅锌是世界上最主要的几乎是唯一的火法炼锌方法。世界上总共有15台（包括国内ISP工厂）密闭鼓风炉在进行锌的生产，占锌的总产量12%-13%。湿法炼锌是当今世界最主要的炼锌方法，其产量占世界总锌产量的85%以上。近期世界新建和扩建的生产能力均采用湿法炼锌工艺。
图2：湿法锌冶炼工艺流程
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上图所述的锌冶炼工艺较为简单，但基本涵盖了最主要的硫化锌精矿冶炼的过程。我们将其分解后根据企业核算边界的排放源核算碳排放∶
①燃料燃烧排放：煤炭、燃气、柴油等燃料在各种类型的固定或移动燃烧设备（如锅炉、窑炉、内燃机等）中与氧气充分燃烧产生的二氧化碳排放。
②能源作为原材料用途的排放：主要是冶金还原剂消耗所导致的二氧化碳排放。常用的冶金还原剂包括焦炭、蓝炭、无烟煤、天然气等。
③过程排放∶主要是企业消耗的各种碳酸盐以及草酸发生分解反应导致的排放。
④净购入电力产生的排放：企业购入并消费的电力所对应的二氧化碳排放。
⑤净购入热力产生的排放：企业购入并消费的热力（蒸汽、热水）所对应的二氧化碳排放。
表4：锌冶炼工艺综合能耗（单位：kgce/t）
数据来源：中华人民共和国工业和信息化部、网
以1吨标准煤排放2.4678吨二氧化碳进行粗略估算，各个工艺下锌冶炼对应的碳排放情况如下：
表5：锌冶炼工艺综合能耗碳排放（单位：t）
数据来源：中华人民共和国工业和信息化部、网
三、碳中和政策对锌冶炼的影响
随着二会以来中央对于”碳中和、碳达峰”的政策不断给推进，全国各地政府也积极响。甚至在此之前。宁夏、内蒙古和甘肃等省就颁布的电价政策中规定，针对锌冶炼行业中的限制类淘汰类产能分别实施0.1元/千瓦时和0.3元千瓦时的加价标准；湖北省碳排放权交易试点的政策，企业碳排放额度配额在基准年基础上按0.9171的比例缩减，若预期实际排放量超出配额，企业可以选择提前将生产计划调降8.29%或在市场中购买配额等。
根据上述政策我们可以看出，随着各地政府在政策端响应”碳中和、碳达峰”国策的推进，对于锌冶炼的成本端会有小幅的抬升。
四、再生锌产业的不断推进
国家碳中和政策的在金属冶炼端最契合的方向，无疑是再生资源的有效利用。再生锌是由镀锌生产过程中锌渣和废锌合金材料或含锌的废料，经重新熔化提炼而得到的锌合金或锌金属，也是金属锌的一个重要来源。2019年8月27日，工业和信息化部发布2019年第29号文件，批准了436项行业标准，编号为YS/T1343-2019的《锌冶炼用氧化锌富集物》标准位列其中，将于2020年1月1日起实施。该标准的制定对于氧化锌富集物的资源化利用和以氧化锌为原料的再生锌企业发展具有重要意义。
表6：中国政府再生锌政策文件汇总
数据来源：政府公开资料、网
再生锌产量按原料来源主要分为新废料和旧废料。新废料是在冶炼及加工过程产生的废料，主要包括来自镀锌行业、铜材厂下脚料、锌合金压铸作业、电池生产工业的锌渣、灰、边角以及铅、铜冶炼系统的锌渣等。旧废料主要是钢铁厂含锌烟尘、锌合金压铸件、锌材。目前中国再生锌产业的原料主要来源于国外进口和国内回收锌部分。从国外进口的废锌主要有用于汽车行业的锌合金铸件产品，屋顶的锌板和镀锌废钢材，这些都附带大量的废锌。专门进口含锌废料的并不多。
当前国内回收主要以高炉瓦斯灰和报废锌合金为原料，包括在生产压铸锌合金时产生的边角枓、残次品等，电炉烟尘的回收利用还未尽如人意。与之相对的海外，根据国际锌协会IZA报告和《Critical review on secondary zinc resources and their recycling technologies》中数据，西方国家的锌报废回收率高于50%，回收的电炉粉尘超过95%。根据国际铅锌研究小组(ILZSG)，电炉炼钢时每生产1吨粗钢的同时产生15-22千克富锌粉尘，平均含锌25%
但近年来我国再生锌产业也在不断的发展，包括祥云飞龙、驰宏锌锗和鑫联环保等再生锌企业也逐渐扩大自己的产能，和国内发钢厂进行更深度的合作，国内再生锌产量产能不断提升。根据网统计截至2020年全中国再生锌锭的产能预计在75-85万吨，并且未来几年都将以高速度发展，预计在2023-2024年突破100万吨。
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